点群とは何か?中小建設会社でも求められる背景
点群データ(ポイントクラウド)とは、現実空間を無数の点の集合で表現した3Dデータのことです。各点には座標(X,Y,Z)や色などの情報が含まれ、例えば建物や地形を点群化すると表面形状が点の集まりとして立体的に再現されます。従来は職人が測量機器で一つ一つ計測していた作業も、点群を使えば短時間で広範囲を高精度にデジタル記録できるのが特徴です。取得した大量の点から必要な寸法を後からソフト上で計測したり、図面や3Dモデルを起こしたりすることも容易になります。この迅速さと正確さゆえに、土木・建設業界では国土交通省主導の「i-Construction」により測量から設計、施工管理、維持管理まで点群データ活用が推進されています。
特に出来形管理(施工後の構造物や地形が設計どおりか確認・記録する工程)で点群は注目されています。例えば道路工事の完成形を点群で丸ごと記録しておけば、完成後に図面が手元になくても正確な3Dモデルや断面図を作成でき、品質管理や将来の改修計画に役立てられます。また建設業界では慢性的な人手不足や2024年問題(時間外労働規制)もあり、省人化・効率化へのニーズが高まっています。点群計測はこうした課題に対するソリューションとして、中小建設企業にも必要性が増しているのです。
点群導入の誤解を解消!「高い」「難しい」「プロしか使えない」は昔の話
初めて点群の導入を検討する際、中小企業の現場担当者ほど以下のような誤解やハードルを感じがちです。しかし現在では技術革新により、これらは過去のものになりつつあります。
• 「導入コストが高い」
誤解: 点群計測には高額な3Dレ ーザースキャナーやドローンが必要で、数百万円単位の投資になる。
現実: 確かにかつては専用機器が高価でしたが、今はスマートフォンと安価な周辺機器で低コストに始められます。例えばスマホ測量アプリの登場により、月額数万円程度の利用料で済むサービスもあります。またソフトバンクが提供する高精度GNSS補正サービス「ichimill」は誤差数cmながら月額数千円という驚きの低価格で利用できます。つまり点群導入は高くないのです。初期費用もスマホ以外に数十万円規模のデバイスを揃えれば十分で、従来機材の1桁以上安いコストで導入できます。
• 「操作や処理が難しい」
誤解: 点群は専門知識が必要で、データ処理も複雑なソフトを使いこなすのが大変。
現実: 最近のスマホ測量システムは誰でも簡単に扱えるよう設計されています。スマホアプリが測定から点群生成まで自動化し、クラウドサービス上でワンクリック解析できるものもあります。現場でスマホを使ったことがある人なら直感的に操作でき、専門的な解析はクラウド側が肩代わ りしてくれます。結果もスマホ画面で即座に確認でき、難しい後処理なしにその場で体積や距離を計算できる仕組みも登場しています。
• 「専門のプロにしか使えない」 誤解: 点群計測は測量士やCADオペレーターなど一部のプロしか扱えず、現場の人間には無理。 現実: スマホ測量の登場で、現場の誰もが使えるツールになりつつあります。最近のシステムは建設現場の声を取り入れて開発されており、直感的なUIとシンプルなワークフローで現場作業員でも扱えます。例えばiPhoneやiPadのLiDAR機能を使うGeo Scanという製品は「安い、早い、誰でも簡単に」をコンセプトにしています。このようにプロでなくても運用できる時代になったため、自社の社員がちょっと研修を受ければ外部の専門業者に頼らず点群を使いこなせるのです。
以上のように、「高い」「難しい」「プロしか無理」というハードルは技術の民主化によって大きく下がりました。中小建設企業でも点群導入のチャンスが十分に巡ってきています。
スマホで点群取得ができる時代の到来(LiDAR+RTK)
近年、スマートフォンが急速に3D測量のツールへと進化しています。鍵となるのが「LiDAR+RTK」の技術です。
• LiDAR(ライダー): 光を使ったセンサーで、レーザーパルスを照射し対象物からの反射で距離を測定します。iPhoneをはじめ一部の最新スマホやタブレットには小型LiDARセンサーが搭載されており、数メートル先までの環境を点群として取得可能です。これによりスマホ単体で室内空間や構造物近傍の3Dスキャンが実現しました。
• RTK(Real Time Kinematic): 衛星測位(GPS/GNSS)の誤差をリアルタイムに補正し、数センチの測位精度を得る技術です。従来は据置型の高精度GNSS機器が必要でしたが、現在はスマホと連携できる小型のRTK受信機が登場しています。さらに日本では準天頂衛星みちびきの「CLAS」信号によって、山間部など携帯電波の届かない現場でも単独でcm精度測位が可能になっています。
スマホのカメラ+LiDARで形状を捉え、RTKで正確な位置を取得することで、従来の大型機材に匹敵する精度の点群計測が手のひらサイズでできる時代が到来したのです。例えばiPhone 12 Pro以降のモデルに外付けRTKレシーバーを組み合わせれば、誰でも現場で高精度な3D点群を取得できます。実際、Pix4DやLeicaなど各社からスマホ対応のRTKデバイス(専用ケース型GNSS受信機)とアプリが提供され始めており、海外でも「スマホが測量機器に早変わり」と評価されています。今やスマホは電話やカメラとしてだけでなく、手軽な点群スキャナーとして中小企業の現場力を底上げしてくれる存在になっています。
LRTKの仕組みとメリット(現場責任者の業務にどう役立つか)
では具体的にスマホ測量を可能にするソリューションの一例として、LRTKについて見てみましょう。LRTKは スマートフォンをRTK対応の万能測量機に変えるシステムです。その仕組みと現場にもたらすメリットを解説します。
• 仕組み:スマホ+高精度GNSSデバイス+専用アプリ
LRTKでは「LRTK Phone」と呼ばれる小型の高精度GPS端末をスマホに装着します。このデバイス(重さ約165g・厚さ1cm)はスマホサイズで、独自に数cmの測位精度を取得できるGNSSアンテナです。みちびきのCLAS受信にも対応しており、電波圏外でも精密な測位が可能です。スマホ側では専用のLRTKアプリを起動し、LiDARセンサーやカメラと連携して点群データを収集します。取得データはクラウドのLRTK Cloudに同期でき、PCのブラウザからもアクセス・管理が可能です。
• メリット①:誰でも一人で測れる
スマホと軽量デバイスだけで完結するため、1人で測量が完了します。重機や人手をたくさん割かずとも現場担当者自ら必要なタイミングで計測できるため、段取り待ちの時間ロスが減ります。メジャーや墨出し道具がなくてもLRTK Phoneさえあればなんでも計測可能で、その場で2点間の距離や面積・体積計算までスマホ上で行えます。専門スキルがなくても直感的に操作でき、素人でも土量(盛土や掘削量)の計算がその場でできてしまうほど手軽です。
• メリット②:リアルタイムに精密な3Dデータ取得
従来、点群を用いた出来形計測では計測後に事務所でPC処理を行い結果を確認する流れでした。LRTKなら現場でスキャンした瞬間にスマホ画面上でカラー点群やモデルを確認できます。たとえば掘削工事で必要な掘削体積を即座に算出し、過不足をその場で判断するといったことも可能です。クラウドにアップすればオフィスのPCで詳しい解析や図面化が行えますし、共有URLを発行すればライセンスを持たない関係者でもブラウザで点群を閲覧・計測できます。これにより現場・オフィス間でデータ共有がスムーズになり、報告業務も効率化します。
• メリット③:多用途(測量からAR活用まで) LRTKは点群計測だけでなく、取得した座標を活かしたAR(拡張現実)表示や杭打ち作業の支援まで1台でこなせます。例えば埋設物の位置を点群+写真で 記録し、そのデータをもとに現場でスマホ越しに埋設位置を可視化する、といったことも可能です。杭の位置出しでは、設計座標に基づきスマホ画面に誘導表示する機能(座標ナビ)によって、従来は測量士が行っていた杭打ち位置出し作業も誰もがこなせます。このように一台多役のツールなので、現場責任者にとって測量機器や人員をあちこち手配する手間が減り、フットワーク軽く現場管理が行えるメリットがあります。
以上のようにLRTKの仕組みはスマホを活用したオールインワン測量システムと言えます。中小企業の現場でも取り回しやすく、必要なときにすぐ使える機動力が大きな強みです。
導入に必要なもの・費用・流れ
スマホ測量(点群計測)を始めるために必要なものや、おおまかな費用感、導入の流れを整理します。中小建設企業でも無理なく用意できる範囲ですので確認してみましょう。
必要な機材・ソフト
• LiDAR対応のスマートフォン/タブレット: 現在はiPhone 12 Pro以降やiPad Pro(2020以降)などが代表的です。Androidでも一部LiDAR搭載機種がありますが、対応アプリの充実度からiOS端末が主流です。既に手元にあれば追加コストゼロですが、なければ中古含め約10~15万円程で購入できます。
• RTK対応GNSS受信機: スマホと接続してcm精度を提供する機器です。LRTK Phoneのようなスマホ装着型の他、Bluetooth接続の小型ローバーも市販されています。価格は製品によりますが数十万円程度が目安です。安価な製品でも据置基準局を併用したり、通信で補正を受ければ高精度化可能です。
• 測位補正サービス: GNSSのRTK補正情報を得る手段です。日本なら無料のCLAS信号を受信するか、Ntrip方式の有償サービス(月数千円~)を利用します。LRTKのようにCLAS内蔵なら追加費用なしで使えます。
• 専用アプリ&クラウド: 測量デバイスのメーカーが提供する スマホアプリをインストールします。基本的な点群取得・測位はアプリで完結し、より重い演算(高精細な点群生成や解析)はクラウドに任せるケースが多いです。クラウド利用料やライセンス費用は製品プランによりますが、月額課金のものもあればデバイス購入に含まれる場合もあります。
導入コストの目安
上記を踏まえると、初期費用としてはスマホ+GNSSデバイスで数十万円規模となります。例えば手持ちのiPhoneを活用し、LRTK Phone(GNSS端末)を導入するケースでは約○○万円(※)程度で始められます。これと比較して、従来の3Dレーザースキャナーは本体だけで数百万円、ドローン測量一式でも機体やソフトに数百万円かかることを考えれば、一桁以上低いコストで済むことがわかります。月額サービス料が発生する場合でも前述の通り比較的安価です。中小企業にとって導入しやすい価格帯まで下降してきたと言えるでしょう。
導入の流れ
• 情報収集と社内検討: まず社内で点群技術をどう活用したいか目的を共有します。「出来形管理を効率化したい」「土量計算に活かしたい」などニーズを明確にした上で、LRTKのような適切なソリューションを比較検討します。メーカー提供の資料ダウンロードやデモ動画を見ると具体的なイメージが掴めます。
• 機材調達とセットアップ: 導入機器とサービスを発注し、手元に届いたらスマホにアプリを入れてセットアップします。初回は測位の初期設定(補正情報の受信設定など)やアカウント登録を行いますが、マニュアルに沿って進めれば難しくありません。
• 試験運用(スモールスタート): いきなり本番案件で使う前に、社内で試しに計測してみます。例えば自社敷地の地面をスキャンしてみて点群データを確認し、精度や手順を習得します。クラウドにアップして距離や面積を測ってみるなど、一通り操作に慣れる期間を設けます。
• 現場で本格利用: 試運転で感覚を掴んだら、実際の施工現場で目的の業務に使ってみます。初回は小規模な対象から始め、撮影範囲が広い場合は何回かに分けてスキャンするな ど無理のない範囲で実施します。取得後はその場で必要項目を確認し、不足があれば追加計測するようにしましょう。
• 効果検証と展開: 得られた点群データをもとに、従来手法と比べて効率が向上したか、精度は問題ないかなどを検証します。関係者への共有も行い、現場代理人の評価や発注者の反応をフィードバックします。上手くいけば他の現場や業務への横展開を検討し、自社の標準ツールとして定着させます。
中小企業が“最初の1現場”で成功するための実践ポイント
スマホ測量による点群計測を導入したものの、「最初の現場で上手く使いこなせるか不安…」という声もあるでしょう。以下に中小企業が初導入の現場で成功を収めるためのポイントをいくつか挙げます。
• 📌小さく始めて経験を積む: 初回は小規模な現場や一部分で試し、本格運用前に失敗リスクの少ない環境で経験を積みましょう。例えば小さな土工事の出来形計測から始め、操作に慣れたら徐々に範囲を 広げます。
• 📌現場スタッフのトレーニング: 実際に機器を扱う担当者を決め、しっかりとトレーニングします。メーカーの講習会やオンラインマニュアルを活用し、測り方のコツ(LiDARスキャンの歩行スピードやスマホの構え方など)を習得しましょう。現場視点で操作方法を書いた社内手順書を用意しておくのも効果的です。
• 📌精度検証を行う: 最初は取得データの精度に疑問を持つかもしれません。既知の距離や体積と比較検証することで信頼性を確認しましょう。例えば既存の図面寸法と点群から測った寸法を比較したり、同じ箇所を従来測量でも測って誤差を検証します。誤差が小さいとわかれば現場の安心感につながります。
• 📌データ活用と共有を徹底する: 取得した点群データは宝の山です。現場内で完結させず、本社や発注者とも共有し価値をアピールしましょう。クラウドの共有リンクを使えばソフト不要で誰でも閲覧できます。出来形管理資料として点群画像を報告書に添付したり、設計者に3Dデータを渡しても喜ばれるでしょう。社内外で 「これは便利だ」「精度も十分だ」という評価が得られれば、次回以降もスムーズに活用できます。
• 📌トラブル時はメーカーサポート活用: 万一現場で不明点や機器トラブルがあっても、一人で抱え込まずメーカーや販売店のサポートを仰ぎましょう。中小企業でリソースが限られる場合でも、適切に問い合わせれば解決策を早急に示してもらえます。特に初導入時は遠慮なく支援を受け、社内ノウハウとして蓄積することが肝心です。
これらのポイントを押さえて進めれば、初めての現場でもスマホによる点群計測を成功体験として残すことができるでしょう。その成功体験が社内のDX推進意欲を高め、点群技術のさらなる活用拡大につながります。
まとめ:スマホ測量で手軽に始める点群計測
かつてハードルが高かった点群導入も、今ではスマホを活用することで低コスト・低リスクではじめられる時代となりました。中小建設企業の現場責任者でも、自らスマホ片手に測量して3Dデータを業務に活かすことが十分可能です。点群データは一度取得すれば多面的に活用でき、出来形管理の効率化や省人化、ひいては施工の品質向上に寄与します。まずは身近なところから一歩踏み出し、現場のデジタルツイン化に挑戦してみてください。
例えば、スマホ測量を実現するLRTKのようなソリューションを使えば、手持ちのスマートフォンをRTK対応の万能測量機に変えて誰でも手軽にcm精度の点群データを取得・管理できます。興味がある方はぜひLRTK公式サイトも参考に、スマホで始める点群計測の具体的なイメージを掴んでみてはいかがでしょうか。
LRTKで現場の測量精度・作業効率を飛躍的に向上
LRTKシリーズは、建設・土木・測量分野における高精度なGNSS測位を実現し、作業時間短縮や生産性の大幅な向上を可能にします。国土交通省が推進するi-Constructionにも対応しており、建設業界のデジタル化促進に最適なソリューションです。
LRTKの詳細については、下記のリンクよりご覧ください。
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